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技術文章

詳解用戶正常使用海州RTO的天然氣消耗量

閱讀:543          發布時間:2022-7-4

假定一套10000Nm3/h的海州三室RTO,入口溫度為25℃,設計熱效率≥95%,爐膛平均溫度為800℃,天然氣熱值為36000kJ/Nm3。入口濃度為1000mg/m3,廢氣組分為甲苯。RTO的設計凈化效率為98%。核算RTO正常運行需要的天然氣消耗量。

步:核算RTO正常運行的進出口溫差

1.RTO熱效率

蓄熱式熱力焚燒爐(RTO),是一種高效的有機廢氣處理設備,其工作原理是,把有機廢氣加熱到760℃以上,使廢氣中的揮發性有機物(VOCs)氧化分解為二氧化碳和水。氧化過程產生的熱量存儲在特制的陶瓷蓄熱體,使蓄熱體升溫“蓄熱”。陶瓷蓄熱體內儲存的熱量用于預熱后續進入的有機廢氣,該過程為陶瓷蓄熱體的“放熱”過程,從而節省廢氣升溫過程的燃料消耗。熱效率高達95%以上。

RTO熱效率是指,實際利用的熱量與理論可利用的總熱量之比。

式中:

T——燃燒室溫度(爐體表面熱損失越小越接近理論燃燒值),℃;

ti——廢氣進入口溫度,℃;

to——凈化氣出口溫度,℃;

2.進出口溫差計算

假定RTO爐膛平均溫度800℃,RTO進口溫度為25℃,RTO熱效率≥95%,計算RTO出口溫度及進出口溫差。

通過技術算to=63.75℃;則溫差△t=63.75-25=38.75℃。

第二步:核算空車運行時天然氣消耗量

1.RTO熱量平衡

RTO正常運行時,系統需要補充的熱量等于系統排放的熱量。RTO系統排放的熱量分為兩部分:①煙氣帶走的熱量;②系統表面散熱。

根據現有的工程設備設計,RTO系統排放的熱量中系統表面散熱遠小于煙氣帶走的熱量。因此,理論核算過程中,可不考慮RTO系統的表面散熱。

2.理論核算

假定一套10000Nm3/h的三室RTO,入口溫度為25℃,設計熱效率≥95%,爐膛平均溫度為800℃,天然氣熱值為36000kJ/Nm3。核算RTO空車運行需要的天然氣消耗量。

RTO空車運行即設備按照設計負荷運行,但是VOCs濃度為0時的狀態。

RTO進出口的溫差為38.75℃;

根據熱量計算公式:

RTO系統空車運行時的熱量需求為:

Q=1.005×1.293×10000×38.75=503542kJ/h;

因此天然氣的消耗量計算為:

VNG=503542÷36000=14Nm3/h;

第三步:核算廢氣氧化分解釋放的熱量

當RTO正常運行時,甲苯的熱值為41120kJ/kg,RTO的凈化效率為98%,則甲苯氧化分解釋放的熱量為:

Q=10000Nm3/h×1000mg/m3÷1000mg/g÷1000g/kg×41120kJ/kg=411200kJ/h

第四步:核算正常運行天然氣消耗量

V折算=411200Kj/h÷36000Kj/Nm3=11.4Nm3/h;

則RTO正常運行時,天然氣的消耗量為:14-11.4=2.6Nm3/h。

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